Tegen de achtergrond van een snel opwarmende planeet, wordt de noodzaak om de aard en de langetermijneffecten van positieve klimatologische feedbacklussen - processen die de effecten van opwarming versnellen - beter te begrijpen van cruciaal belang.

Een manier om de rol en impact van klimaatfeedbackprocessen te beoordelen, is door modelstudies te gebruiken om naar de waarschijnlijke toekomst te kijken op basis van wat we nu weten. Klimaatprojectiemodellen zijn bijvoorbeeld de instrumenten achter de drempel van 1,5°C voor de opwarming van de aarde die is aangenomen door het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering.

Je kunt ook in het verleden kijken om te zien wat er gebeurde in een tijd dat de aarde tot 1-1,5 ° C warmer was dan vandaag. Dat is wat Syee Weldeab van UC Santa Barbara deed in een paper gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences . De professor in de paleoklimatologie vond feedbackprocessen die implicaties hebben voor onze moderne, voortdurende opwarming.

Om een ​​paleoklimaatperspectief op de opwarming van de aarde te krijgen, gingen Weldeab en zijn collega's zo'n 128.000 tot 125.000 jaar geleden terug naar de piek van de warme Eemien-episode. Oceanen waren tot 1-1,5°C warmer dan tijdens het Holoceen (ons huidige geologische tijdperk). De auteurs onderzochten zeesediment uit de tropische Atlantische Oceaan en vonden een uitzonderlijk sterke opwarming van de tussenliggende waterkolom gedurende een korte periode binnen de piekperiode van het Eemien.

"Opmerkelijk was dat een aanzienlijk verminderde Groenlandse ijskap in staat was genoeg smeltwater te produceren om de door dichtheid aangedreven circulatie van de Atlantische Oceaan te verstoren," zei Weldeab. "Dit heeft aanzienlijk bijgedragen aan de grote opwarming van de tussenliggende wateren die we hebben gereconstrueerd."

Doorgaans reist warm, zout water vanuit de tropen naar het noorden langs het oppervlak van de oceaan en koelt het af naarmate het noordelijke midden- en hoge breedtegraden bereikt. Op dit punt zakt het nu koudere, dichtere water naar de diepe zee en reist terug naar de tropen. Dit samenspel van dichtheidsverschillen resulteert in de stromingen die we vandaag kennen.

"Wat er gebeurt als je een grote hoeveelheid zoet water in de Noord-Atlantische Oceaan doet, is dat het de oceaancirculatie verstoort en de advectie van koud water naar de tussenliggende diepte van de tropische Atlantische Oceaan vermindert, en als resultaat verwarmt het water op deze diepte," zei hij.

Terwijl eerdere studies de verstoring hebben besproken die smeltwater veroorzaakte voor stromingen en temperaturen op gemiddelde diepten, onthult het nieuwe artikel dat deze opwarming "groter was dan eerder werd gedacht".

"We tonen een tot nu toe ongedocumenteerde en opmerkelijk grote opwarming van water op gemiddelde diepten, met een temperatuurstijging van 6,7 ° C ten opzichte van de gemiddelde achtergrondwaarde", zei Weldeab.

Deze uitzonderlijk sterke opwarming heeft ernstige gevolgen, aangezien het warme water in aanraking komt met zeesediment dat overvloedig methaanhydraten bevat - een mengsel van bevroren water en methaan. Deze afzettingen bevinden zich niet ver onder het oppervlak van de zeebodem.

Weldeab legde uit dat bij hoge druk en lage temperaturen, de introductie van ongewoon warm water het zeebodemsediment verwarmt, en de in ijs ingekapselde gassen beginnen op te lossen, waarbij methaan vrijkomt. Weldeab en collega's gebruikten koolstofisotopen (13C/12C) in de schalen van micro-organismen om de vingerafdruk van methaanafgifte en methaanoxidatie over de waterkolom te ontdekken.

"Dit is een van de vele versterkende klimaatfeedbackprocessen waarbij een opwarmend klimaat ervoor zorgde dat de ijskap versneld smelt", zei hij. "Het smeltwater verzwakte de oceaancirculatie en als gevolg daarvan warmden de wateren op gemiddelde diepte aanzienlijk op, wat leidde tot destabilisatie van ondiepe ondergrondse methaanhydraten en het vrijkomen van methaan, een krachtig broeikasgas."

Het is niet zeker of deze feedbackcyclus zich zal afspelen in de huidige ronde van opwarming van de aarde, hoewel antropogene activiteit een hogere opwarming heeft veroorzaakt dan in de Eemien-periode. Deze bevindingen, volgens de onderzoekers, "documenteren en verbinden een reeks klimatologische gebeurtenissen en klimaatfeedbackprocessen die verband houden met en veroorzaakt worden door de voorlaatste piek van de klimaatopwarming die kan dienen als een paleo-analoog voor moderne aanhoudende opwarming."

"Paleo-perspectief is een nuttige benadering om ons te helpen beoordelen wat er zou kunnen komen," zei Weldeab. "Het hoeft niet precies te gebeuren zoals we hebben gevonden; elke situatie is anders, maar het geeft je een richting waar je moet kijken." + Verder verkennen

Opwarming van de diepe oceaan als klimaatveranderingen